專利名稱：一種光器件的石英基板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光器件(如光耦合器、帶狀光纖熔接保護(hù)器等光器件，下同)的石英基板的制造方法，具體涉及一種采用高溫熔融拉絲生產(chǎn)光器件的石英基板制造方法。
背景技術(shù)：
目前光器件中固定光纖用的石英基板的制造方法主要通過材料選定、治具定位、澆蠟固定、研磨切削、融蠟取件等系列工程運作而成，在一定預(yù)定尺寸的石英棒上，采用機(jī)械加工，生產(chǎn)出有一定形狀為“V”或“U”或其它形狀的光纖定位槽，詳細(xì)參見國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局于2004年6月16日授權(quán)公告的專利號為ZL01104268.0的發(fā)明專利。
不可否認(rèn)，該種以機(jī)械磨削制成石英基板的方式，對于具有耐高溫、高硬度及易碎等特性的高純石英材料而言不失為一種可行的制造方法，但對于生產(chǎn)者來說此種方法具有下述缺陷A.由于在選定石英棒時必須嚴(yán)格控制棒的外徑尺寸精度，保證棒的外徑尺寸的一致性，才能確保磨削后石英基板尺寸的一致性，就制作成本來說具有原材料選用的不經(jīng)濟(jì)性。
B.由于必須采用專用治具在機(jī)床上調(diào)試定位，并在專用夾具上將石英棒逐一澆臘固定、再將石英棒逐一磨削，故除有在上述不經(jīng)濟(jì)性的缺陷外，就生產(chǎn)效率而言有無法提高生產(chǎn)速度的低效率缺陷，進(jìn)而仍有不適于大量生產(chǎn)的的缺陷。
C.由于石英棒是用臘固定在專用治具槽中，那么在熔融蠟取件后，石英棒表面必定沾附有蠟，而蠟必須要用天拿水或丙酮等溶劑浸泡后才能徹底去除，而天拿水或丙酮等溶劑在浸泡過蠟后，其殘余溶液不管是倒掉或再次回收使用，對于生產(chǎn)人員的健康及環(huán)境的破壞是顯而易見的，如損傷工人的皮膚及呼吸道、廢液污染地下水和空氣等等。
D.由于歷經(jīng)材料選定、治具定位、澆蠟固定、研磨切削、融蠟取件等系列工程運作而成的石英基板，因材料尺寸誤差、治具定位誤差、澆臘時石英棒的游移誤差、機(jī)床誤差、研磨切削的誤差、金剛石砂輪的磨損誤差等等因素導(dǎo)致生產(chǎn)出的石英基板精度不容易控制、石英基板光纖定位槽變形偏移，因而此種制造方法生產(chǎn)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品品質(zhì)不高，合格率低下。
E.由于該種石英基板以機(jī)械磨削而成，其光纖定位槽的表面極為粗糙，微裂紋嚴(yán)重，其光纖定位槽的局部表面已形成隱性裂紋，在點膠固定光纖時容易開裂破碎，造成點膠合格率低下，進(jìn)而產(chǎn)品成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種光器件的石英基板的制造方法，克服上述缺點并能直接大批量、精密且快速的生產(chǎn)出光器件的石英基板，而生產(chǎn)成本具有及其低廉的經(jīng)濟(jì)性，適于大批量生產(chǎn)，能大幅降低部件成本，提升部件品質(zhì)。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是這樣解決的，提供一種光器件的石英基板的制造方法，所采用的石英基板是對石英棒或石英管進(jìn)行預(yù)制加工作為基本材料，經(jīng)過清洗后經(jīng)過高溫爐進(jìn)行牽引、拉絲、切斷等系列的程序運作而成，步驟如下(1)石英棒或石英管預(yù)制成型對石英棒或石英管進(jìn)行加工形成石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管，作為制作的基本材料；(2)清洗將成型后的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管用清水沖淋，去除表面殘渣、粉塵等附著物；
(3)高溫熔融將石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管裝夾在拉絲塔體的高溫石墨爐上方的送料機(jī)構(gòu)上，緩緩將其送入高溫石墨爐爐心，使石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管進(jìn)入熔融狀態(tài)；(4)牽引、拉絲、切斷將熔融的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管通過高溫拉絲塔的牽引機(jī)構(gòu)進(jìn)行牽引，拉絲，然后依使用的需要通過切斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行切斷，直接生產(chǎn)出光器件的石英基板。
按照本發(fā)明所提供的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述石英棒可通過加工工具將其橫截面加工成V型或者U型的石英預(yù)制棒。
按照本發(fā)明所提供的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述石英棒或石英管可通過加工工具將其橫截面加工成半圓形或者半圓環(huán)形石英預(yù)制板或石英預(yù)制管。
按照本發(fā)明所提供的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述高溫石墨爐中封閉有惰性氣體。
按照本發(fā)明所提供的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述石英預(yù)制棒或者石英預(yù)制管自上而下通過所述拉絲塔體的先后次序為送料機(jī)構(gòu)、高溫石墨爐、石英基板牽引機(jī)構(gòu)、石英基板切斷機(jī)構(gòu)。
前述的光器件的石英基板的制造方法，選用的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管是通過開槽加工形成的，亦可以由石英棒或石英管的供應(yīng)商預(yù)制成型。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點及積極效果。由以上技術(shù)方案可知本發(fā)明所采用的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管，尺寸精度低，加工方便，亦可以由石英棒或石英管的供應(yīng)商預(yù)制成型，極具簡易性及方便性，就材料的選定而言，亦是具有價值低廉的經(jīng)濟(jì)性與適于量產(chǎn)化的優(yōu)點。
由于本發(fā)明在實施過程中不使用任何化學(xué)溶劑，對于生產(chǎn)人員的健康及環(huán)境的保護(hù)是顯而易見的，完全滿足歐盟有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)(ROHS)的要求，極具有環(huán)保及成本低的經(jīng)濟(jì)性，極大限度的提高了出口歐盟的產(chǎn)品的品質(zhì)。
由于本發(fā)明中可選用的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管，在高溫石墨爐中進(jìn)入熔融狀態(tài)后，可連續(xù)不斷地將其拉制為直徑較小的光器件的石英基板，避免了專用治具在機(jī)床上調(diào)試定位，消除了治具定位誤差、澆臘時石英棒的游移誤差、機(jī)床誤差、研磨切削的誤差、金剛石砂輪的磨損誤差等。
本發(fā)明中，可通過控制送料機(jī)構(gòu)的傳送速度來調(diào)節(jié)石英基板的直徑，還可通過切斷機(jī)構(gòu)來掌控石英基板的長度。生產(chǎn)出的石英基板精度容易控制，石英基板光纖定位槽形狀準(zhǔn)確，因而此種制造方法生產(chǎn)穩(wěn)定性優(yōu)異，產(chǎn)品品質(zhì)高，可大批量生產(chǎn)的優(yōu)異性。
由于本發(fā)明制成的石英基板的光纖定位槽，以高溫熔融拉絲而成，表面透明，外觀優(yōu)異，并消除了表面微裂紋及光纖定位槽的局部表面隱性裂紋，石英基板強度高，在點膠固定光纖時不易開裂破碎，點膠合格率高，就實施性而言，具有省時、省工的經(jīng)濟(jì)性與操作方便性、簡易性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是一般機(jī)械加工出的光器件的石英基板的立體示意圖。
圖2是本發(fā)明所生產(chǎn)出的光器件的石英基板的立體示意圖。
圖3是本發(fā)明所選定的石英棒或石英管預(yù)制成型示意圖。
圖4是本發(fā)明所提供的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管清洗示意圖。
圖5是本發(fā)明所提供的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管高溫牽引拉絲示意圖。
圖6---圖12是依本發(fā)明所生產(chǎn)出的光器件的石英基板的橫截面示意圖。
具體實施例方式
圖1為一般機(jī)械加工出的石英基板的立體示意圖，1為光纖定位槽，2為石英棒，該種石英基板由于歷經(jīng)材料選定、治具定位、澆蠟固定、研磨切削、融蠟取件等系列工程運作而成的石英基板，因材料尺寸誤差、治具定位誤差、澆臘時石英棒的游移誤差、機(jī)床誤差、研磨切削的誤差、金剛石砂輪的磨損誤差等等因素導(dǎo)致生產(chǎn)出的石英基板精度不容易控制、石英基板光纖定位槽變形偏移，因而此種制造方法生產(chǎn)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品品質(zhì)不高，合格率低下。
圖2為本發(fā)明所生產(chǎn)出的光器件的石英基板的立體結(jié)構(gòu)示意圖，3為光纖定位槽，該光纖定位槽以高溫熔融拉絲而成，表面透明，外觀及其優(yōu)異，并消除了表面微裂紋及光纖定位槽的局部表面隱性裂紋，石英基板強度高，在點膠固定光纖時不易開裂破碎，點膠合格率高，就實施性而言，具有省時、省工的經(jīng)濟(jì)性與操作方便性、簡易性。
如圖3、圖4、圖5所示，4為開槽加工工具，5為石英坯棒，6位沖淋水管，7為水池，8為石英預(yù)制棒，9為拉絲塔體，10為送棒機(jī)構(gòu)，11為石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管，12高溫石墨爐，13為石英基板毛絲，14為牽引機(jī)構(gòu)，15為石英基板切斷機(jī)構(gòu)。本發(fā)明所提供的光器件的石英基板制造方法，特別是涉及以石英棒或石英管為基材，通過石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管成型、清洗、高溫熔融牽引拉絲及切斷等系列程序運作后，生產(chǎn)出預(yù)定的光器件的多種石英基板，其中該系列的拉絲程序包含有(1)石英棒或石英管預(yù)制成型，參見圖3；(2)清洗將成型后的石英預(yù)制棒8放入用水池7內(nèi)，打開沖淋水管6，用清水沖淋石英預(yù)制棒8表面，去除其表面殘渣、粉塵等附著物；(3)高溫熔融將石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管11裝夾在拉絲塔體9的高溫石墨爐12上方的送料機(jī)構(gòu)10上，緩緩將其送入高溫石墨爐12的爐心中，使石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管11進(jìn)入熔融狀態(tài)；(4)牽引、拉絲、切斷待石英預(yù)制棒11進(jìn)入熔融狀態(tài)后，啟動牽引機(jī)構(gòu)14進(jìn)行連續(xù)不斷地牽引、拉絲，最后用切斷機(jī)構(gòu)15切斷石英基板毛絲13，即可生產(chǎn)出光器件的石英基板。石英預(yù)制棒或者石英預(yù)制管11自上而下通過所述拉絲塔體9的先后次序為送料機(jī)構(gòu)10、高溫石墨爐12、石英基板牽引機(jī)構(gòu)14、石英基板切斷機(jī)構(gòu)15。
圖6-圖12為本發(fā)明所生產(chǎn)的光器件的石英基板的優(yōu)選實施例。
綜上述，本發(fā)明所提供的光器件的石英基板的制造方法，克服了一般以機(jī)械加工出的石英基板的缺點，并能直接大批量、精密且快速的生產(chǎn)出光器件器的石英基板，而生產(chǎn)成本具有及其低廉的經(jīng)濟(jì)性，適于大批量生產(chǎn)，能大幅降低部件成本，提升部件品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，該石英基板是按要求的尺寸對石英棒或石英管進(jìn)行預(yù)制加工，經(jīng)過清洗后再送入高溫石墨爐中進(jìn)行牽引、拉絲、切斷等系列的程序運作而成，步驟如下(1)石英棒或石英管預(yù)制成型以生產(chǎn)制作的需要將石英棒或石英管進(jìn)行預(yù)制加工，作為制作的基本材料；(2)清洗將成型后的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管用清水沖淋，去除表面殘渣、粉塵等附著物；(3)高溫熔融將石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管裝夾在拉絲塔體的高溫石墨爐上方的送料機(jī)構(gòu)上，緩緩將其送入高溫石墨爐爐心，使石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管進(jìn)入熔融狀態(tài)；(4)牽引、拉絲、切斷將熔融的石英預(yù)制棒或石英預(yù)制管通過高溫拉絲塔的牽引機(jī)構(gòu)進(jìn)行牽引，拉絲，然后依使用的需要通過切斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行切斷，直接生產(chǎn)出光器件的石英基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，對石英棒可通過加工工具將其橫截面加工成V型或者U型的石英預(yù)制棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述石英棒或石英管可通過加工工具將其橫截面加工成半圓形或者半圓環(huán)形石英預(yù)制板或石英預(yù)制管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述高溫石墨爐中封閉有惰性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光器件的石英基板的制造方法，其特征在于，所述石英預(yù)制棒或者石英預(yù)制管自上而下通過所述拉絲塔體的先后次序為送料機(jī)構(gòu)、高溫石墨爐、石英基板牽引機(jī)構(gòu)、石英基板切斷機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及并公開了一種光器件的石英基板的制造方法，其主要方法是對石英棒或石英管進(jìn)行預(yù)制加工，經(jīng)過清洗后將其裝夾在高溫石墨爐上方，送入受惰性氣體保護(hù)的高溫石墨爐爐心，進(jìn)行連續(xù)不斷地牽引、拉絲、切斷等系列的程序運作，直接大批量、精密且快速的生產(chǎn)出光耦合器的石英基板，而生產(chǎn)成本具有低廉的經(jīng)濟(jì)性，適于大批量生產(chǎn)，能大幅降低部件成本，提升部件品質(zhì)。
文檔編號C03B23/02GK1872751SQ20051003500
公開日2006年12月6日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者黃燕平, 王浪剛, 李立, 周小平 申請人:深圳市天陽谷科技發(fā)展有限公司